管片拼装机在盾构法施工中起着至关重要的作用,其主要功能是将预制的混凝土管片安装到已开挖的隧道表面,在大中型隧道中应用的管片拼装机已经取得了一定的研究成果,但都需要较多的人力参与。市政建设和石油天然气管道等小直径的隧道中所应用的管片拼装机研究较少。为了研究大中型管片拼装机的智能拼装和小型隧道的无人拼装,本文设计了一款Φ900 mm管片拼装试验台,开展管片拼装试验台的相关性能分析,为管片拼装智能化和无人化提供理论基础。在充分了解大中型隧道应用的管片拼装机基础上,提出管片拼装试验台的功能及工作流程,完成了管片拼装试验台回转系统、平移系统、提升系统和微调系统的结构设计,建立了各子系统和整机的三维模型。利用振动理论,建立了管片拼装试验台回转系统齿轮啮合系统的动力学模型,运用Matlab软件对所建立的动力学模型进行数值仿真,研究齿轮啮合对管片拼装试验台回转系统精度的影响;建立了液压油缸的动力学方程,并将其应用到管片拼装试验台提升系统中,对所建立管片拼装试验台提升系统的动力学模型进行数值仿真,研究液压缸的振动特性对管片拼装试验台提升系统拼装精度的影响;根据滚珠丝杠轴向刚度的变化规律,建立了管片拼装试验台平移系统的振动模型和振动方程,对所建立的振动方程进行数值仿真分析,研究滚珠丝杠的轴向刚度对管片拼装试验台平移系统的影响。根据所建立的管片拼装试验台三维模型,利用多体动力学仿真软件Adams对管片拼装试验台进行动力学仿真,分析管片拼装试验台在拼装不同位置管片时管片中心的运动学行为以及油缸铰接和导向柱铰接处的受力情况。将分流集流阀应用在管片拼装试验台液压提升系统中,设计了管片拼装试验台液压提升系统的原理图。根据分流集流阀的结构,利用AMESim软件中的HCD库(Hydraulic Component Design)建立了分流集流阀的模型,并对管片拼装试验台液压提升系统在不同负载时的同步特性进行了分析,结果表明分流集流阀在管片拼装试验台提升系统中是可行的。建立了管片拼装试验台提升系统的机液联合仿真模型,分析管片拼装试验台在整个工作过程中提升系统的同步性能;依据给出的原理图,在液压实验台搭建液压系统,测试液压提升系统的可行性。结果表明管片拼装试验台提升系统有较好的同步性。